专利名称：涂布法制备氧化锆陶瓷刀的方法
技术领域：
本发明涉及电子陶瓷技术领域，具体涉及一种用涂布法制备氧化锆陶瓷刀的方法。
背景技术：
陶瓷刀已经广泛在欧美日等国家使用，由于当前制作陶瓷刀的工艺主要采用干压、等静压、注塑、或者凝胶注的方法成型，由于氧化锆是纳米级粉体，采用传统成型的方法容易产生坯体密度分布不均匀，排气不良从而导致烧结后的产品变形严重，内部气孔率高，从而产生容易断裂，强度下降等缺陷，由于内部晶体结构疏松，导致加工后刀刃锋利度差，同时传统方法制备陶瓷刀的厚度在I. 6 3. 0mm，该厚度大，用的原料多，笨重且不环保。
发明内容
有鉴于此，有必要针对背景技术提到的问题，提供一种内部结构均匀、气孔少、抗弯强度高、断裂韧性好、加工后刀刃锋利，厚度小，使用轻便的涂布法制备氧化锆陶瓷刀的方法。本发明是通过以下技术方案实现的
一种涂布法制备氧化锆陶瓷刀的方法，其包括以下步骤
提供质量百分比为55飞8%的氧化锆陶瓷粉、质量百分比为If 30%的有机溶剂、质量百分比为0. 6 2. 1%的分散剂、质量百分比为4. 0 7. 0%的粘结剂、质量百分比为3. 0 7. 0%的增塑剂；
将所述分散剂、20%质量的所述有机溶剂及所述氧化锆陶瓷粉放入球磨机内球磨6-24小时；然后将所述粘结剂、增塑剂及另外的80质量的所述有机溶剂加入至所述球磨机内球磨24-48小时；制备好的浆料在真空条件下脱泡，同时搅拌达到1000(T20000mpS后得到可涂布成型用的浆料；
将所述浆料流入传统流延成型机，制成厚度0. 2^2. Omm的生坯，再经过模具冲切、12 30小时的低温排胶、12 24小时的130(Tl500°C的高温烧结后得到氧化锆刀。所述氧化锆陶瓷粉中含有稳定剂，其为3%mol的氧化钇。所述有机溶剂采用二元共沸混合有机溶剂体系，如异丙醇和乙酸乙酯，两者质量比是1:3 ;或者是乙醇和丁酮的混合物，两者质量比是46:54。此体系可提供良好的溶解特性，具有良好的化学稳定性，不与粉料发生化学反应，同时制备的浆料无毒，成本低。所述分散剂采用两种陶瓷分散剂，如蓖麻油和聚羧酸，两者质量比例是疒3:1 ;由于两者的分散性能不同，两种分散剂为成型工艺提供稳定的性能具有重要意义。所述粘结剂采用两种粘结剂分子链长和分子链短的两种不同的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，其均为美国首诺公司生产，两者质量比例是f 3:1 ;两种粘结剂使用优化浆料黏度，流动性，增强坯体强度和粘接性等。
所述增塑剂采用两种增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和聚乙二醇(PEG)，两者质量比=广I. 5 1 ;实验证明两种增塑剂制备的坯带不易开裂、柔韧性适中。制成生坯后，可采用温等静压的方式保证其平整度，具体工艺是，将生坯放在平整模具中并装入薄膜袋，在-0. IMpa的真空下塑封，放入等静压机，在6(T70°C的温度下，以l(T25Mpa压力均匀压制生坯，冷却后再取出，使生坯密度各向趋于均匀，从而保证烧结后氧化锆陶瓷刀的平整度；同时也可以采用多层叠加等静压成型来得到较厚的氧化锆陶瓷刀。所述模具冲切和低温排胶具体包括将经过上述处理的生坯通过切刀切成带状卷 取，放入陈腐库陈腐24小时以上，经过冲压、切断制成需要的尺寸规格，再41片叠加后放入低温排胶炉内，以5 10°C /分钟的速度排胶，缓慢分解配方中加入的分散剂、粘结剂、增塑剂等，排胶需要的时间与生坯的尺寸成正比。所述高温烧结具体包括将低温排胶后的生坯再放入推板式电炉内，以3飞。C /分钟的速度升温，在135(T150(TC保温2飞小时后自然降温得到氧化锆陶瓷刀坯。一种具体的实施方法是
提供以下原料混合物
直径为0. r3. Oum的含有3%mol Y2O3稳定剂的氧化锆粉料1000 kg、由质量比为1:3的异丙醇和乙酸乙酯组成的有机溶剂385kg、由质量比为1:1的蓖麻油和聚羧酸组成的分散剂30kg、由质量比为I: I的PVB—长链和PVB-短链组成的粘结剂75kg、由质量比为I: I的PVB-长链和PVB-短链组成的粘结剂75kg、由质量比为I. 5:1的DBP和PEG组成的增塑剂48kg ；
将所述分散剂与20%质量的所述有机溶剂加入到球磨机与所述氧化锆粉料一起球磨18小时；将所述粘结剂、所述增塑剂及另外80%质量的有机溶剂加入到球磨机内球磨48小时制成浆料；将所述浆料置于真空条件下脱泡，同时搅拌达到30000mps后得到可涂布成型用的浆料；
然后，将所述可涂布成型用的浆料注入一流延成型机，将刮刀与膜带间距调整为
3.2mm，浆料液面与膜带高度差为50mm，刮刀与膜带相对速度调整为0. 35m/min,在温度6(T120°C的热风干燥后得到厚度I. 5mm的生坯，再经过模具冲切，以15Mpa的压力下得到生坯，经过12小时的低温排胶，30小时的1400°C的高温烧结后得到厚度I. 2mm的氧化锆陶瓷刀。与现有技术相比，本发明具备如下优点采用本发明的方法制备的氧化锆陶瓷刀内部结构均匀，气孔极少，抗弯强度高，断裂韧性好，加工后刀刃锋利，使用轻便，同时在满足用户使用条件下可以减少厚度做到0. 2^1. 4mm,即用更少的材料制备陶瓷刀，达到环保目的。
权利要求
1.一种涂布法制备氧化锆陶瓷刀的方法，其特征在于包括以下步骤 提供质量百分比为55飞8%的氧化锆陶瓷粉、质量百分比为If 30%的有机溶剂、质量百分比为0. 6 2. 1%的分散剂、质量百分比为4. 0 7. 0%的粘结剂、质量百分比为3. 0 7. 0%的增塑剂； 将所述分散剂、20%质量的所述有机溶剂及所述氧化锆陶瓷粉放入球磨机内球磨6-24小时；然后将所述粘结剂、增塑剂及另外的80质量的所述有机溶剂加入至所述球磨机内球磨24-48小时；制备好的浆料在真空条件下脱泡，同时搅拌达到1000(T20000mpS后得到可涂布成型用的浆料； 将所述浆料流入传统流延成型机，制成厚度0. 2^2. Omm的生坯，再经过模具冲切、12 30小时的低温排胶、12 24小时的130(Tl500°C的高温烧结后得到氧化锆刀。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述氧化锆陶瓷粉中含有3%mol氧化钇稳定剂。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂采用二元共沸混合有机溶剂体系，其包括异丙醇和乙酸乙酯，两者质量比是1:3 ;或者是乙醇和丁酮的混合物，两者质量比是46:54。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述分散剂包括蓖麻油和聚羧酸，两者质量比例是疒3: I。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述粘结剂包括分子链长和分子链短的两种不同的聚乙烯醇缩丁醛，两者质量比例是广3:1。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二丁酯和聚乙二醇，两者质量比=1 I. 5 :1。
7.根据权利要求I至6任一所述的方法，其特征在于，制成生坯后，模具冲切之前，采用温等静压的方式保证生坯平整度，具体工艺是，将生坯放在平整模具中并装入薄膜袋，在-0. IMpa的真空下塑封，放入等静压机，在6(T70°C的温度下，以l(T25Mpa压力均匀压制生坯，冷却后再取出，使生坯密度各向趋于均匀，从而保证烧结后氧化锆陶瓷刀的平整度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述模具冲切和低温排胶具体包括将经过处理的生坯通过切刀切成带状卷取，放入陈腐库陈腐24小时以上，经过冲压、切断制成需要的尺寸规格，再41片叠加后放入低温排胶炉内，以5 10°C /分钟的速度排胶，缓慢分解配方中加入的分散剂、粘结剂、增塑剂等，排胶需要的时间与生坯的尺寸成正比。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述高温烧结具体包括将低温排胶后的生坯再放入推板式电炉内，以3飞。C /分钟的速度升温，在135(Tl50(rC保温2飞小时后自然降温得到氧化锆陶瓷刀坯。
10.一种涂布法制备3Y氧化锆陶瓷刀的方法，其特征在于包括以下步骤 提供以下原料混合物 直径为0. r3. Oum的含有3%mol Y2O3稳定剂的氧化锆粉料1000 kg、由质量比为1:3的异丙醇和乙酸乙酯组成或质量比为46:54的乙醇和丁酮组成的有机溶剂385kg、由质量比为I: I的蓖麻油和聚羧酸组成的分散剂30kg、由质量比为I: I的PVB—长链和PVB-短链组成的粘结剂75kg、由质量比为I: I的PVB—长链和PVB-短链组成的粘结剂75kg、由质量比为I. 5:1的DBP和PEG组成的增塑剂48kg ；将所述分散剂与20%质量的所述有机溶剂加入到球磨机与所述氧化锆粉料一起球磨18小时；将所述粘结剂、所述增塑剂及另外80%质量的有机溶剂加入到球磨机内球磨48小时制成浆料；将所述浆料置于真空条件下脱泡，同时搅拌达到30000mps后得到可涂布成型用的浆料； 然后，将所述可涂布成型用的浆料注入一流延成型机，将刮刀与膜带间距调整为·3.2mm,浆料液面与膜带高度差为50mm，刮刀与膜带相对速度调整为0. 35m/min,在温度·6(T120°C的热风干燥后得到厚度I. 5mm的生坯，再经过模具冲切，以15Mpa的压力下得到生坯，经过12小时的低温排胶，30小时的1400°C的高温烧结后得到厚度I. 2mm的氧化锆陶瓷刀。
全文摘要
本发明提供一种涂布法制备氧化锆陶瓷刀的方法，包括提供质量百分比为55~68%的氧化锆陶瓷粉、质量百分比为18~30%的有机溶剂、质量百分比为0.6~2.1%的分散剂、质量百分比为4.0~7.0%的粘结剂、质量百分比为3.0~7.0%的增塑剂；有机溶剂采用二元共沸混合有机溶剂体系，如异丙醇和乙酸乙酯的混合物，或乙醇与丁酮的混合物；分散剂采用两种陶瓷分散剂，如蓖麻油和聚羧酸的混合物；粘结剂采用两种粘结剂分子链长和分子链短的两种不同的PVB；增塑剂采用两种增塑剂DBP和PEG。采用本发明的方法制备的氧化锆陶瓷刀内部结构均匀，气孔极少，抗弯强度高，断裂韧性好，厚度可以减小到0.2~1.4mm。
文档编号C04B35/48GK102701748SQ20121022931
公开日2012年10月3日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者刘诗雨 申请人:珠海微晶新材料科技有限公司